Human exposure to silver released from silver-modified activated carbon applied in the new type of jug filter systems

Background. A water filtered by jug filter system (JFS) can be applied for the preparation of food products, as well as it can be directly consumed as drinking water. In the European Union, in both above-mentioned cases the quality of water filtered using JFSs has to fulfill the requirements listed in Directive 98/83/EC. However, Directive 98/83/EC sets no parametric value for silver, JFSs are not regulated under this legislative act and additionally, silver-modified activated carbon (applied in such systems) has not been approved by European Food Safety Authority (EFSA). Therefore, the exposure to this metal should be assessed for all JFSs containing filtration cartridges with silver-modified activated carbon, present on the retail market. Objective. A comprehensive study was conducted in order to examine the effect of JFSs (consisted of filtration oval-cartridges of the new type with silver-modified activated carbon) on the quality of filtered water regarding the released amounts of silver. Silver migration from such type of cartridges has not been examined before. The aim of work was the assessment of exposure to silver released into filtered water from silver-modified activated carbon applied in such types of JFSs. Material and methods. Silver migration from six brands of JFSs (A–F) was investigated according to British Standard BS 8427:2004 using a validated inductively coupled plasma mass spectrometry method. Results. The average daily silver concentrations in the composite samples collected on six measurement days for A, B, C, D, E and F JFSs were in the ranges of: 3.95–18.1 μg/l, 4.6–21.7 μg/l, 0.41–8.7 μg/l, 6.9–10.9 μg/l, 3.3–17.1 μg/l and 10.1–20.8 μg/l, respectively. The established grand mean concentrations of released silver from all six oval cartridges were in the range of 2.7–14.3 μg/l. The estimated Hazard Quotient (HQ) indices were in the range of 0.015–0.082 Conclusions. The estimated HQ indices were significantly lower than 1 and therefore no long-term risk for human health could be expected. All the investigated JFSs of the new type meet previously established provisional migration limit for silver from such systems – 25 μg/l.Wprowadzenie. Woda filtrowana za pomocą systemu filtra dzbankowego (JFS) może być użyta do przyrządzania produktów żywnościowych, jak również do bezpośredniej konsumpcji jako woda przeznaczona do spożycia. W Unii Europejskiej, w obydwu opisanych powyżej przypadkach jej jakość musi spełniać wymagania opisane w Dyrektywie 98/83/EC. Niemniej jednak w Dyrektywie 98/83/EC nie ustalono wartości parametrycznej w przypadku srebra, ww. akt legislacyjny nie obejmuje systemów JFS i dodatkowo węgiel aktywny modyfikowany srebrem (zastosowany w tych systemach) nie uzyskał aprobaty Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Dlatego też narażenie na ten metal musi być oszacowane w przypadkach wszystkich systemów JFS obecnych na rynku detalicznym. Cel pracy. Kompleksowe badania systemów JFS zawierających owalne wkłady filtracyjne nowego typu z węglem aktywnym modyfikowanym srebrem, przeprowadzono w celu określenia wpływu na jakość filtrowanej wody, biorąc pod uwagę wymywane ilości srebra. Migracja srebra z tego typu wkładów filtracyjnych nie była wcześniej badana. Celem pracy było również oszacowanie narażenia na srebro wymywane do filtrowanej wody z węgla aktywnego modyfikowanego srebrem zastosowanego w tego typu systemach JFS. Materiał i metody. Badania migracji srebra z sześciu rodzajów systemów JFS (A–F) przeprowadzono zgodnie z Normą Brytyjską BS 8427:2004, stosując zwalidowaną metodę opartą na spektrometrii mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej

Determination of barium in natural curative waters by ICP-OES technique. Part I. Waters taken on the area of health resorts in Poland

Obowiązujące w Polsce najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) baru w naturalnych wodach mineralnych, naturalnych wodach źródlanych oraz wodach stołowych wynosi 1 mg/l, podczas gdy NDS tego pierwiastka w naturalnych wodach leczniczych przeznaczonych do kuracji pitnych i inhalacji wynoszą odpowiednio 1,0 i 10,0 mg/l, przy czym wymagania te odnoszą się do kuracji trwających powyżej 1 miesiąca. Ww. wartości NDS baru w spożywanych wodach zostały wyznaczone z uwzględnieniem aktualnych kryteriów Światowej Organizacji Zdrowia WHO, określających wytyczną dotyczącą najwyższego dopuszczalnego stężenia tego pierwiastka w wodzie przeznaczonej do spożycia na poziomie 0,7 mg/l. W pracy przedstawiono opracowaną i zwalidowaną metodę oznaczania baru techniką optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej, którą zastosowano do oznaczeń tego pierwiastka w 45 naturalnych wodach leczniczych pobranych z ujęć znajdujących się na terenach 24 gmin uzdrowiskowych z obszaru całej Polski. Oznaczone stężenia baru zawierały się w zakresie 0,0036 - 24,0 mg/l. Do kuracji pitnych, inhalacji i kąpieli stosowane są wody o stężeniach baru odpowiednio z zakresów: 0,0036 - 0,073 mg/l, 0,0036 - 1,31 mg/l i 0,0036 - 24,0 mg/l (niektóre z analizowanych wód stosowane są jednocześnie do kuracji pitnych, inhalacji i kąpieli). W jedenastu analizowanych wodach zawartość baru była wyższa niż 1 mg/l, lecz wody te zostały głównie dopuszczone do kontaktu zewnętrznego (kąpieli) i w dwóch przypadkach do zabiegów inhalacyjnych (stężenia baru - 1,08 mg/l i 1,31 mg/l). Sposób kwalifikacji wód do odpowiednich zabiegów oparty m.in. na wynikach oznaczeń baru jest adekwatny do wymagań przedstawionych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 13 kwietnia 2006 r. w sprawie zakresu badań niezbędnych do ustalenia właściwości leczniczych naturalnych surowców leczniczych i właściwości leczniczych klimatu, kryteriów ich oceny oraz wzoru świadectwa potwierdzającego te właściwości.Maximum admissible concentration level (MACL) of barium in natural mineral waters, natural spring waters and potable waters was set at the level of 1 mg/l, while MACL of this element in natural curative waters intended for drinking therapies and inhalations were set at the levels of 1.0 mg/l and 10.0 mg/l, respectively. Those requirements were related to therapies which are applied longer than one month. Above mentioned maximum admissible concentration levels of barium in consumed waters were established after taking into account actual criteria of World Health Organization which determined the guidelines value for this element in water intended for human consumption at the level of 0.7 mg/l. In this work developed and validated method of determination of barium by inductively coupled plasma emission spectrometry technique was applied for determination of this element in 45 natural curative waters sampled from 24 spa districts situated on the area of Poland. Concentrations of barium determined were in the range from 0.0036 mg/l to 24.0 mg/l. Natural curative waters characterized by concentrations of barium in the ranges of: 0.0036 - 0.073 mg/l, 0.0036 - 1.31 mg/l and 0.0036 - 24.0 mg/l, were applied to drinking therapy, inhalations and balneotherapy, respectively (some of waters analyzed were simultaneously applied to drinking therapy, inhalations and balneotherapy). In the cases of 11 natural curative waters exceeding limit of 1 mg/l were observed, however they were classified mainly as waters applied to balneotherapy and in two cases to inhalation therapies (concentrations of barium - 1.08 mg/l and 1.31 mg/l). The procedure of classification of curative waters for adequate therapies based among other things on barium concentrations meets requirements of the Decree of Minister of Health from 13 April 2006 on the range of studies indispensable for establishing medicinal properties of natural curative materials and curative properties of climate, criteria of their assessment and a specimen of certificate confirmed those properties

Determination of boron content in natural mineral and spring water by ICP-OES technoque

Najwyższe dopuszczalne stężenie boru w wodzie przeznaczonej do spożycia oraz naturalnych wodach mineralnych i źródlanych jest zwykle wyznaczone z uwzględnieniem aktualnych kryteriów Światowej Organizacji Zdrowia WHO i wymagań określonych w Dyrektywie nr 98/83/WE – 1 mg/l. W większości krajów Unii Europejskiej, w tym w Polsce najwyższe dopuszczalne stężenie boru w wodzie przeznaczonej do spożycia wynosi 1 mg/l. Natomiast w Słowacji i Holandii najwyższe dopuszczalne stężenia boru w wodzie przeznaczonej do spożycia wynoszą odpowiednio 0,3 mg/l i 0,5 mg/l. W pracy przedstawiono opracowaną i zwalidowaną metodę oznaczania boru techniką spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej, którą zastosowano do oznaczeń tego pierwiastka w 26 naturalnych wodach mineralnych i źródlanych. Oznaczone zawartości boru w szesnastu analizowanych wodach mineralnych i źródlanych zawarte były w zakresie od 0,029 mg/l do 0,552 mg/l, przy czym w dziesięciu analizowanych wodach zawartość boru była niższa niż 0,026 mg/l. Zawartości boru w analizowanych wodach są niższe od najwyższego dopuszczalnego stężenia tego pierwiastka w Polsce określonego w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 roku w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia i nie stanowią zagrożenia dla zdrowia ludzi.Maximum admissible level of boron concentration in water intended for human consumption and in natural mineral and spring waters is usually estimated taking into account actual WHO criteria and requirements listed in Directive No 98/83/EC – 1 mg/l. In majority countries of European Union maximum admissible level of boron in water intended for human consumption is 1 mg/l, however in Slovakia and in Netherlands maximum admissible levels of this element are 0.3 mg/l and 0.5 mg/l, respectively. In this work developed and validated method of determination of boron by inductively coupled plasma emission spectrometry technique was applied for determination of this element in 26 natural mineral and spring waters. Concentrations of boron determined in sixteen mineral and spring waters analyzed were in the range from 0.029 mg/l to 0.552 mg/l while in ten waters analyzed the contents of boron were below 0.026 mg/l. The contents of boron in analyzed waters were below maximum admissible level in Poland presented in the Decree of Minister of Health from 29 March 2007 on the quality of water intended for human consumption and were not dangerous for human health

Determination of barium in natural waters by ICP-OES technique. Part II: Assessment of human exposure to barium in bottled mineral and spring waters produced in Poland

Background. A method of the classification of natural mineral and spring waters and maximum admissible concentration (MAC) levels of metals present in such types of waters are regulated by Commission Directive 2003/40/EC, Directive 2009/54/EC of the European Parliament and of the Council and Ordinance of Minister of Health of 30 March 2011 on the natural mineral waters, spring waters and potable waters. MAC of barium in natural mineral and spring waters was set at 1.0 mg/l, while World Health Organization determined the Ba guideline value in water intended for human consumption at the level of 0.7 mg/l. Objective. The aims of the study were: the determination of barium in natural mineral and spring waters (carbonated, noncarbonated and medium-carbonated waters) produced and bottled on the area of Poland, and assessment of human exposure to this metal presents in the above-mentioned types of waters. Material and method. The study concerning barium determinations in 23 types of bottled natural mineral waters and 15 types of bottled spring waters (bought in Polish retail outlets) was conducted in 2010. The analyses were performed by validated method of determination of barium in water based on inductively coupled plasma optical emission spectrometry, using modern internal quality control scheme. Results. Concentrations of barium determined in natural mineral and spring waters were in the ranges from 0.0136 mg/l to 1.12 mg/l and from 0.0044 mg/l to 0.43 mg/l, respectively. Only in the single case of natural mineral water the concentration of barium (1.12 mg/l), exceeded above-mentioned MAC for this metal, which is obligatory in Poland and the European Union - 1.0 mg/l. The long-term monitoring of barium concentration in another natural mineral water (2006 - 2010), in which incidental exceeding MAC was observed in 2006, was conducted. All measured barium concentrations in this water were lower than 1.0 mg/l and therefore, it is possible to state that the proper method of mixing waters taken from six independent groundwater intakes applied during production is actually used. The estimated Hazard Quotient indices were in the ranges: 0.0019 - 0.16 (natural mineral waters) and 0.00063 - 0.061 (natural spring waters), respectively. Conclusions. The natural mineral waters are usually characterized by higher Ba concentrations than those observed in the cases of natural spring waters. The presence of a high concentration of HCO3 - in such types of natural waters ensures the existence of Ba2+ in solution as Ba(HCO3)2, which is a highly soluble salt. Taking into account the concentrations of barium determined in above-mentioned waters and the available toxicological data for this metal no long-term risk for human health could be expected (estimated Hazard Quotient indices ≤ 0.16).Wprowadzenie. Sposób klasyfikacji naturalnych wód mineralnych i źródlanych oraz najwyższe dopuszczalne stężenia (NDS) metali występujących w tych wodach regulują dyrektywy: nr 2003/40/WE i 2009/54/WE oraz w kraju Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 30 marca 2011 roku w sprawie naturalnych wód mineralnych, wód źródlanych i wód stołowych. NDS baru w naturalnych wodach mineralnych i wodach źródlanych wynosi 1,0 mg/l, podczas gdy WHO określiła NDS tego metalu w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi na poziomie 0,7 mg/l. Cel badań. Głównymi celami badań było oznaczanie baru w naturalnych wodach mineralnych i źródlanych (wody gazowane, niegazowane i średnio gazowane) produkowanych i butelkowanych na terenie Polski oraz oszacowanie narażenia ludzi na ten metal występujący w ww. rodzajach wód. Materiał i metoda. Badania obejmujące oznaczenie baru w 23 rodzajach butelkowanych naturalnych wód mineralnych i w 15 rodzajach naturalnych wód źródlanych (zakupionych w dużych sieciach handlowych w Polsce) przeprowadzono w 2010 roku. Analizy wykonano za pomocą zwalidowanej metody oznaczania baru w wodzie techniką optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej, przy zastosowaniu nowoczesnego schematu wewnętrznej kontroli jakości. Wyniki. Oznaczone stężenia baru w naturalnych wodach mineralnych i źródlanych zawierały się odpowiednio w zakresach: od 0,0136 mg/l do 1,12 mg/l i od 0,0044 mg/l do 0,43 mg/l. Jedynie w pojedynczej próbce naturalnej wody mineralnej stwierdzono zawartość baru (1,12 mg/l), przewyższającą ww. wartość NDS obowiązującą w Polsce i w Unii Europejskiej - 1,0 mg/l. Wieloletni monitoring zawartości baru w innej naturalnej wodzie mineralnej (2006 - 2010), w której stwierdzono incydentalne przekroczenie NDS tego metalu w 2006 roku, pozwala stwierdzić, że stosowany w trakcie produkcji sposób mieszania wód pochodzących z sześciu ujęć jest prawidłowy i stężenia baru nie przekraczają 1,0 mg/l. Wyznaczone indeksy narażenia HQ zawarte były odpowiednio w zakresach: 0,0019 - 0,16 (naturalne wody mineralne) i 0,00063 - 0,061 (naturalne wody źródlane). Wnioski. Naturalne wody mineralne zwykle charakteryzują się wyższymi stężeniami baru w stosunku do tych obserwowanych w przypadkach naturalnych wód źródlanych. Obecność wysokich stężeń HCO3 - w tego typu rodzajach wód naturalnych zapewnia występowanie jonu Ba2+ w roztworze w postaci Ba(HCO3)2 - soli o dużej rozpuszczalności w wodzie. Biorąc pod uwagę stężenia baru stwierdzone w ww. badanych wodach i dostępne dane toksykologiczne dla tego metalu można przewidywać, że nawet wieloletnia konsumpcja tego typu wód nie stwarza zagrożenia dla zdrowia ludzi (wyznaczone indeksy narażenia HQ ≤ 0,16)

Assessment of human health exposure connected with consumption of water characterized with elevated concentration level of silver released from jug water filter systems

Srebro zwykle występuje w wodzie wodociągowej, w stężeniach nie stanowiących zagrożenia dla zdrowia ludzi i dlatego w Dyrektywie 98/83/WE dotyczącej jakości wody przeznaczonej do spożycia nie określono najwyższego dopuszczalnego stężenia tego pierwiastka. Dezynfekcja wody oparta na procesie elektrochemicznego generowania srebra lub jego związków może prowadzić do wzrostu stężenia tego metalu w dezynfekowanej wodzie do poziomu 0,050 mg/l i wyższego, chociaż trzeba podkreślić, że w Polsce tego typu technologia nie jest stosowana. Jednak w przypadku użycia środków bakteriostatycznych opartych na solach srebra np. w filtrach dzbankowych zawierających wkłady z węglem aktywnym modyfikowanym związkami srebra, pierwiastek ten przedostaje się do doczyszczanej i spożywanej wody (służącej również do sporządzania kawy, herbaty, zup i rozcieńczania zagęszczonych soków) w ilościach, które stanowią istotną część dziennej dawki srebra przyjmowanej doustnie przez człowieka. W pracy przedstawiono wyniki obrazujące poziomy stężeń wymywanego srebra do doczyszczanej wody w przypadku stosowania systemów filtrów dzbankowych z wkładami zawierającymi węgiel aktywny modyfikowany związkami srebra i wymieniacz jonowy. Badania przeprowadzono zgodnie z Brytyjska Normą BS 8427:2004 określającą wymagania w odniesieniu do charakterystyki działania stosowanych filtrów do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia w warunkach domowych. Zawartości srebra w wodzie testowej doczyszczanej za pomocą filtrów dzbankowych były oznaczane za pomocą zwalidowanej metody oznaczenia srebra techniką optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES). W zależności od typu zastosowanego systemu filtra dzbankowego średnie ogólne stężenia srebra w całkowitych okresach eksploatacji urządzeń (obejmujących możliwość filtracji 100 l wody) mieściły się w zakresie od 0,0022 mg/l do 0,0175 mg/l, nie stanowiąc istotnego zagrożenia dla zdrowia ludzi.Silver usually exists in tap water at concentrations which are not connected with human health risk and therefore maximum admissible concentration level of this element was not established in Directive 98/83/EC concerning quality of water intended for human consumption. Disinfection of water based on generation of silver or silver compounds by electrochemical process could led to the increase of concentration of this metal in disinfected water up to level of 0.050 mg/l or higher, although it should be underlined that this type of technology is not used in Poland. However, in the case of application of bacteriostatic agents based on silver salts e.g. in jug water filter systems consist of cartridges with activated carbon modified by silver compounds, this element may migrate into purified and further consumed water (applied also for preparation of coffee, tea, soup and dilution of concentrated juices) in amounts which provide essential part of daily dose of silver taken orally by human. In this work the results showing the concentration levels of silver released into purified water in the case of application of jug water filter systems with cartridges consist of activated carbon modified with silver całkocompounds and ion exchanger were presented. Study was performed according to British Standard BS 8427:2004 which describes requirements in respect to the performance of jug water filter systems used for the domestic treatment of drinking water. The concentrations of silver in challenge water purified by jug water filter systems were determined using validated method of determination of silver by inductively coupled plasma optical emission spectrometry technique (ICP-OES). In accordance to type of jug water filter systems applied grand mean of silver concentrations achieved during whole cycle of exploitations of product (including possibility of filtrations of 100 l of water) were in the range 0.0022 mg/l – 0.0175 mg/l, which is not provided essential human health risk

Investigation of concentration levels of chromium [VI] in bottled mineral and spring waters by high performance ion chromatography technique with application of postcolumn reaction with 1,5-diphenylcarbazide and VIS detection

Celem pracy było zoptymalizowanie i zwalidowanie metody oznaczania Cr(VI) występującego w wodach mineralnych i źródlanych w postaci chromianów(VI) techniką wysokosprawnej chromatografii jonowej (HPIC) z wykorzystaniem reakcji postkolumnowej z 1,5-difenylokarbazydem i detekcji VIS. Przeprowadzona optymalizacja metody przy użyciu wstępnych parametrów aparaturowych i rozdziału chromatograficznego z Metody 218.6 pozwoliła na obniżenie granicy wykrywalności Cr(VI) z 400 ng/l do 2 ng/l. Dzięki uzyskaniu bardzo niskiej granicy wykrywalności możliwe było oznaczenie stężeń Cr(VI) w 25 wodach mineralnych i źródlanych dostępnych na rynku polskim. W czterech analizowanych wodach mineralnych i źródlanych oznaczona zawartość Cr(VI) była poniżej granicy oznaczalności metody (<4 ng/l), w pozostałych wodach oznaczono stężenia Cr(VI) w zakresie 5,6 - 1281 ng/l. Fakt występowania tak zróżnicowanych zawartości Cr(VI) w badanych wodach wskazuje na możliwość występowania wtórnego zanieczyszczenia wód mineralnych i źródlanych chromem pochodzącym z metalowych instalacji i zaworów. Trzeba jednak podkreślić, że nawet najwyższy oznaczony poziom stężenia chromu(VI) nie przekraczał najwyższej dopuszczalnej zawartości chromu ogólnego przedstawionej w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 29 kwietnia 2004 roku. Biorąc pod uwagę oznaczone zawartości Cr(VI), spożywanie badanych w niniejszej pracy wód nie pociąga za sobą istotnego zagrożenia zdrowia konsumentów.The aim of this work was optimization and validation of the method of determination of Cr(VI) existing in the form of chromate(VI) in mineral and spring waters by High Performance Ion Chromatography (HPIC) technique with application of postcolumn reaction with 1,5-diphenylcarbazide and VIS detection. Optimization of the method performed with the use of initial apparatus parameters and chromatographic conditions from the Method 218.6 allowed to lowering detection limit for Cr(VI) from 400 ng/l to 2 ng/l. Thanks to very low detection limit achieved it was possible to determine of Cr(VI) concentrations in 25 mineral and spring waters presented at Polish market. In the cases of four mineral and spring waters analyzed, determined Cr(VI) concentrations were below of quantification limit (<4 ng/l) but simultaneously in another mineral and spring waters the concentrations of chromium(VI) were determined in the range of 5.6 - 1281 ng/l. The fact of existence of different Cr(VI) concentrations in investigated waters could be connected with secondary contamination of mineral and spring waters by chromium coming from metal installations and fittings. One should be underlined that even the highest determined concentration level of chromium(VI) was below of the maximum admissible concentration of total chromium presented in Polish Decree of Minister of Health from April 29th 2004. Therefore after taking into account determined in this work concentration of Cr(VI), the consumption of all waters analyzed in this study does not lead to essential human health risk

Long-distance laser propulsion and deformation-monitoring of cells in optofluidic photonic crystal fiber

We introduce a unique method for laser-propelling individual cells over distances of 10s of cm through stationary liquid in a microfluidic channel. This is achieved by using liquid-filled hollow-core photonic crystal fiber (HC-PCF). HC-PCF provides low-loss light guidance in a well-defined single mode, resulting in highly uniform optical trapping and propulsive forces in the core which at the same time acts as a microfluidic channel. Cells are trapped laterally at the center of the core, typically several microns away from the glass interface, which eliminates adherence effects and external perturbations. During propagation, the velocity of the cells is conveniently monitored using a non-imaging Doppler velocimetry technique. Dynamic changes in velocity at constant optical powers up to 350 mW indicate stress-induced changes in the shape of the cells, which is confirmed by bright-field microscopy. Our results suggest that HC-PCF will be useful as a new tool for the study of single-cell biomechanics. ((c) 2013 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Doppler velocimetry on microparticles trapped and propelled by laser light in liquid-filled photonic crystal fiber

Laser Doppler velocimetry is used to measure very accurately the velocity and position of a microparticle propelled and guided by laser light in liquid-filled photonic crystal fiber. Periodic variations in particle velocity are observed that correlate closely with modal beating between the two lowest order guided fiber modes. (C) 2011 Optical Society of Americ

Laser propulsion of microparticles in hollow-core photonic crystal fiber: a review of recent developments

We review our recent work on laser propulsion of microparticles in hollow-core photonic crystal fibers (HC-PCF)

Speciation Of Antimony Using Chromosorb 102 Resin As A Retention Medium

Scopu